Uchambuzi wa Ubunifu na Utendaji wa AJenereta ya Dizeli ya 16kwMfumo wa Majokofu Kwa Kutumia Joto Taka

Kutoka kwa hali ya awali ya utafiti, muundo na uigaji wa mfumo wa ujumuishaji uliosambazwa ni wa hali ya juu sana.

Muundo 1 wa ujumuishaji wa mfumo

Sehemu ya makazi ya kisiwa iliyochaguliwa inaendeshwa na jenereta ya dizeli ya 16kw, gesi ya kutolea nje ya injini ya dizeli ina nishati nyingi ya joto, na kibaiza cha kunyonya cha Lithium Bromide huchukua gesi ya moshi kama chanzo cha joto ili kuweka kwenye jokofu kwa watumiaji. Ili kuongeza safu inayoweza kubadilishwa ya mzigo wa baridi, friji ya aina ya afterburning inapitishwa. Muundo wa jumla wa mfumo wa jenereta wa dizeli wa 16kw wa kisiwa umeonyeshwa kwenye mchoro wa 1.

Kulingana na kanuni ya kubuni ya baridi ya umeme (chiller inayolingana kulingana na jenereta ya dizeli 16kw), uteuzi unaofanana wa chiller unafanywa katika karatasi hii. Eneo la makazi lina eneo la jumla la sakafu la takriban 4,850 M2 na jenereta ya dizeli ya 16 kw iliyokadiriwa nguvu ya 350 kw. Jenereta ya dizeli ya kW 16 hutoa gesi ya kutolea nje kwa joto la takriban 450.°C, na nishati ya joto inayopatikana kwa baridi ni takriban 420 kW. Chiller yenye athari mbili sambamba ya lithiamu bromidi ya kufyonza na friji Mgawo wa 1.4 na nguvu ya 582kW ilichaguliwa. Kiwango cha wastani cha kupoeza kwa watumiaji wa kisiwa ni 120W/m2. Kulingana na uchunguzi, 120W/m2 inakidhi mahitaji ya watumiaji wa kisiwa kwa mzigo wa kupoeza. Kwa hiyo, wakati jenereta ya dizeli ya 16kw inatumiwa chini ya hali ya kazi iliyopimwa, joto la taka kutoka kwa gesi ya kutolea nje linaweza kukidhi mahitaji ya friji. Vigezo vya muundo wa mfumo wa jokofu wa jenereta ya dizeli ya 16kw vinaonyeshwa kwenye Jedwali 1.

2. Mfano wa hisabati

Mfumo wa jokofu wa jenereta ya dizeli ya 16kw ni ngumu sana, ambayo inahusisha masomo mengi kama vile mienendo, thermodynamics na uhamisho wa joto, kwa hiyo ni muhimu sana kuchagua njia inayofaa ya modeli. Katika karatasi hii, mfano wa kuiga wa mfumo wa majokofu wa matumizi ya taka ya 16kw umeanzishwa kwa kutumia njia ya modeli ya msimu. Mfumo wa jokofu wa jenereta ya dizeli ya 16kw ni mfumo wa kawaida wa thermodynamic, moduli zinagawanywa kulingana na kifungu cha dutu ya kazi na nishati.

Baada ya kuamua wazo zima la modeli, tunapaswa kuchagua njia nzuri ya kuiga uendeshaji wa mfumo kwa usahihi.

Karatasi hii hasa inasoma nguvu ya pato na nishati ya joto ya kutolea nje ya jenereta ya dizeli ya 16kw chini ya mizigo tofauti, bila kuzingatia mchakato wa ndani wa kazi wa 16kw jenereta ya dizeli. Kuiga kwa kutumia mbinu ya wastani huhakikisha usahihi wa masimulizi ya jenereta ya dizeli ya 16kw katika kiwango cha kuunganisha mfumo.

Kuna aina nyingi za kubadilishana joto katika mfumo wa jokofu wa jenereta ya dizeli ya 16kw, na kuna ushirikiano wa mtiririko wa shinikizo kati ya kubadilishana joto. Njia ya kielelezo ya jadi inagawanya moduli kulingana na mfano wa kimwili, huhesabu shinikizo na mtiririko wa kila moduli tofauti kulingana na usawa wa usawa, na lazima ikidhi hali ya kizuizi sawa cha mpaka. Kwa hivyo, hesabu ya kurudia haiwezi kuepukika na wakati wa kuhesabu huongezeka. Ili kutatua tatizo hili, mfano wa kuiga wa mfumo wa jokofu wa jenereta ya dizeli ya 16kw kwa kutumia joto la taka huanzishwa na njia ya inertia ya volumetric.

Kwa mujibu wa njia ya inertia ya volumetric, kiwango cha mtiririko katika kila sehemu sio usawa, na kila sehemu inazingatiwa kulingana na kiungo cha inertia ya volumetric. Inachukulia kila sehemu kama moduli ya kiasi, na bomba la kuunganisha kati ya kila sehemu kama moduli ya upinzani. Kwa moduli ya kiasi, kupuuza upinzani wa maji ya ndani, shinikizo ndani ya moduli ya kiasi ni sare. Shinikizo katika moduli ya kiasi inaweza kuhesabiwa kulingana na tofauti ya kiwango cha mtiririko wa wingi katika ncha zote za moduli ya kiasi na mabadiliko ya joto katika moduli ya kiasi. Hata hivyo, tofauti ya shinikizo kati ya pembejeo na plagi na hasara ya msuguano wa ukuta wa bomba hufanya mabadiliko ya flux, na thamani ya nguvu ya flux inaweza kuhesabiwa kulingana na uhifadhi wa kasi.

Kuchukua urefu wa bomba l kama mfano, imegawanywa katika moduli ya kiasi na moduli ya upinzani, na mfano wake wa inertia wa kiasi umeanzishwa.

1) moduli ya kiasi.

Kiwango cha mtiririko kwa kila wakati wa kitengo kwenye moduli ya sauti ni M1, na kiwango cha mtiririko kwa kitengo cha muda kutoka kwa moduli ya sauti ni M2. Kulingana na uhifadhi wa Misa: Kutiririka ndani ya mtiririko wa moduli ya kiasi kutoka kwa moduli ya kiasi = ongezeko la wingi wa moduli, ongezeko la wingi wa moduli linaweza kuhesabiwa:

Katika formula: M ni wingi wa maji ya kazi katika moduli ya kiasi, kilo; v ni kiasi cha maji ya kufanya kazi katika moduli ya kiasi, M3; kg/m3 ni wiani wa maji ya kazi katika moduli ya kiasi; M1 na M2 ni mtiririko wa wingi wa maji ndani na nje ya moduli ya ujazo, kg/s.

2) moduli ya kupinga.

Katika moduli ya kupinga, kiwango cha mtiririko hubadilika kutokana na tofauti ya shinikizo na upinzani wa msuguano wa maji. Kulingana na sheria ya uhifadhi wa LINEAR MOMENTUM: Kasi inayoingia kwenye moduli ya kupinga-kasi inayoacha moduli ya kupinga + kasi ya nguvu ya nje = ongezeko la kasi ya moduli ya kupinga, wingi wa maji yanayopita kupitia sehemu ya msalaba ya moduli ya kupinga inaweza kuhesabiwa:

pagenumber_ebook=33,pagenumber_book=25

Katika formula: M ni kiwango cha mtiririko wa wingi wa maji ya kazi kupitia bomba, kg / s; v ni kasi ya maji ya kazi, m / s; a ni eneo la msalaba wa bomba, m 2; l ni urefu wa bomba, m; p 1 na P 2 ni shinikizo kwa pande zote mbili za moduli ya kupinga, PA; UL ni upinzani wa msuguano wa maji kwenye ukuta wa bomba, ishara ya minus inawakilisha upinzani wa msuguano katika mwelekeo kinyume na mtiririko wa maji, U ni mduara wa mvua wa bomba, U ni upinzani wa msuguano kwa eneo la kitengo, = 1/2 FV 2, F ni mgawo wa msuguano wa mchanganyiko wa joto njiani, ambayo inaweza kupatikana kulingana na fomula.

3 uchambuzi wa utendaji wa mfumo

Katika karatasi hii, jenereta ya dizeli yenye kiharusi cha turbocharged 16kw imegawanywa katika compressor, turbine, rotor turbine, intercooler, ulaji na bomba la kutolea nje, gavana, silinda na jenereta, 16kw modeli ya kuiga jenereta ya dizeli ilijengwa kwa kutumia njia ya wastani.

Mfumo wa friji ya jenereta ya dizeli ya 16kw ina idadi kubwa ya kubadilishana joto, na njia ya inertia ya volumetric hutumiwa kujenga mifano ya kuiga ya kila sehemu. Kioevu cha kufanya kazi katika mfumo hasa kina gesi ya taka, Suluhisho la lithiamu Bromidi, maji, mvuke wa maji na kadhalika. Ili kuhakikisha usahihi wa hesabu ya mfano, mfano wa kuhesabu mali ya joto ya kati ya kazi ilianzishwa kulingana na formula inayofaa. Miundo ya kuiga ya 16kw na viboreshaji vya kufyonza vya lithiamu bromidi hujengwa na kutatuliwa mtawalia katika programu ya Matlab/Simulink. Hatimaye, kielelezo cha uigaji wa vibariza vya jenereta ya dizeli ya 16kw kwa kutumia joto taka vimeunganishwa kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa 4.

Katika simulation ya hali ya kutosha, kwa mujibu wa vigezo vya kubuni, kwanza, masharti ya mipaka yanawekwa katika programu ya simulation ya Matlab / Simulink, na maadili ya awali ya vigezo vya hali ya mfano hutolewa. Algorithm ya ODE45 yenye usahihi wa juu wa uigaji hutumiwa kuweka muda wa kuiga kuwa miaka ya 2000. Jedwali la 2 linaonyesha ulinganisho kati ya matokeo ya uigaji wa hali thabiti na vigezo vya muundo.

Jedwali la 2 linaonyesha kwamba kosa la jamaa kati ya thamani ya uigaji wa hali ya kutosha na vigezo vya kubuni vya mfumo wa jokofu wa jenereta ya dizeli ya 16kw ni chini ya 3%, ambayo inakidhi mahitaji ya usahihi wa simulation ya mfumo na inathibitisha usahihi na usahihi wa mfano wa simulation. Vigezo vya joto vya kati ya kazi katika mfumo hupatikana kwa formula inayofaa, mawazo muhimu yanafanywa kwa mfano, na makosa ya vipengele yatakuzwa wakati yamekusanyika, hizi ni sababu za makosa ya jamaa.

Kulingana na matokeo ya uigaji wa hali thabiti, jumla ya Mgawo wa matumizi ya nishati ya 16kw ya mfumo wa majokofu wa kutumia jenereta ya dizeli ya taka ulitathminiwa. Mbinu ya kukokotoa ya Jumla ya Mgawo wa Matumizi ya Nishati ya mfumo ni kama fomula.

X ni jumla ya Mgawo wa Matumizi ya Nishati ya mfumo wa jenereta ya dizeli ya 16kw, PG ni jenereta ya dizeli ya 16kw, kW, RC ni chiller ya ngozi ya libr, kW, EC ni matumizi mengine ya nishati ya mfumo, kW; FC ni matumizi ya mafuta ya jenereta ya dizeli, kW; Kompyuta ni matumizi ya nguvu ya mfumo, kW.

Chini ya hali iliyoundwa ya kufanya kazi, jenereta ya dizeli ya 16kw ina uwezo wa 357.6 kW, Lithium Bromide Absorption Chiller ina uwezo wa 579.79 kW, matumizi mengine ya nishati ya mfumo ni 132 kW, na matumizi ya mafuta ya jenereta ya dizeli ya 16kw ni karibu 1286 ya mfumo wa matumizi ya nguvu, na nguvu zingine za mfumo wa pampu za kW. ni takriban 30kw.

Kwa mujibu wa hesabu ya Mfumo (6) , Jumla ya Mgawo wa Matumizi ya Nishati ya mfumo wa jokofu wa jenereta ya dizeli ya 16kw ni kuhusu 0.813, na ufanisi wa matumizi ya nishati umeboreshwa sana, ambayo ni zaidi ya 0.8, na inakidhi mahitaji ya kubuni.

Mzigo wa jenereta ya dizeli ya 16kw imedhamiriwa na matumizi ya nguvu. Mabadiliko ya mzigo yatasababisha mabadiliko ya halijoto ya kutolea nje na kasi ya mtiririko wa jenereta ya dizeli ya 16kw, ambayo itaathiri uwezo wa kupoeza wa chiller ya kunyonya ya Lithium Bromidi chini ya mkondo wa mfumo.

Mchakato wa thermodynamic wa mfumo ni ngumu, na ucheleweshaji wa inertial. Kuweka muda wote wa kuiga hadi 6000, kuanzia miaka ya 2000, na kuongeza mabadiliko ya hatua, mzigo wa jenereta ya dizeli 16kw umepunguzwa kutoka 100% hadi 80%, na hesabu ya simulation ya nguvu inafanywa.

Kuanzia miaka ya 2000, mzigo umepunguzwa kutoka 352.3 kW hadi 287.48 kW, mtiririko wa kutolea nje kutoka kilo 1.3187 hadi kilo 1.1192, na joto la kutolea nje kutoka 462.°C hadi 453 °C kwa jenereta ya dizeli yenye 16kw. Mchakato mzima wa majibu unaobadilika ni kama 100s. Mzigo wa dizeli ulipungua kwa 20%, kasi ya injini ya dizeli iliongezeka, mwitikio wa gavana haraka, kupunguza sindano ya mafuta ili kudumisha utulivu wa kasi katika hatua iliyowekwa. Kupungua kwa sindano ya mafuta katika injini ya dizeli husababisha kupungua kwa joto la kutolea nje na kasi ya mtiririko.

Uwezo wa baridi uliongezeka kidogo na kisha ukashuka kwa kasi hadi thamani nyingine imara, kutoka 579.79 kW hadi 507.15 kW. Kama inavyoonekana kutoka kwa takwimu 9, mgawo wa friji uliongezeka kidogo na kisha kupungua kutoka 1.394 hadi 1.402. Kupungua kwa mzigo wa jenereta ya dizeli ya 16kw kulisababisha kupungua kwa nishati ya joto inayoingia kwenye mfumo mzima wa jenereta ya dizeli ya 16kw, ambayo ilisababisha kupungua kwa uwezo wa friji ya baridi, lakini mgawo wa friji uliongezeka kidogo, na mchakato mzima wa nguvu ulikamilishwa karibu miaka ya 2000.

4 HITIMISHO

Kwa kuchukua eneo la makazi la kisiwa kama mfano, teknolojia mpya ya majokofu ya kuokoa nishati kwa kutumia joto la taka kutoka kwa uzalishaji wa nishati ya dizeli inachunguzwa.

1) muundo uliojumuishwa wa mfumo wa jokofu wa matumizi ya jenereta ya dizeli ya 16kw ulifanyika, na vigezo vya kubuni viliamua. Kupitia hesabu ya simulizi ya tuli na ya nguvu, utendaji wa mfumo unachambuliwa, kisha mfumo wa udhibiti unaundwa na uboreshaji wa mfumo unafanywa.

2) simulation ya hali ya kutosha inafanywa katika hali ya kubuni, na kosa la jamaa ni chini ya 3% , ambayo inakidhi mahitaji ya kubuni na inathibitisha usahihi na usahihi wa mfano. Kwa mujibu wa matokeo ya simulation ya hali ya kutosha, jumla ya matumizi ya nishati Mgawo wa mfumo ni kuhusu 0.813, ambayo inakidhi mahitaji ya kubuni.

3) uigaji wa nguvu wa usumbufu wa mzigo wa 16kw unafanywa, ambayo inasababisha kupunguzwa kwa mzigo wa 16kw, kupunguzwa kwa kizazi cha nguvu, kupunguza nishati ya joto ya gesi ya kutolea nje, kupunguza uwezo wa baridi na ongezeko kidogo la mgawo wa baridi. Matokeo ya kuiga yanaonyesha kuwa uwezo wa kupoa wa kituo cha nguvu cha 16kw ni cha chini kuliko cha kituo cha nguvu cha 16kw, na pato la kituo cha nguvu cha 16kw ni cha chini kuliko cha kituo cha nguvu cha 16kw, na nishati ya joto ya gesi ya kutolea nje ni ya chini kuliko ile ya jenereta ya dizeli ya 16kw.